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Modelación del plaguicida clorpirifoscon SWAT en la subcuenca del
Estero Tijeral, Chile
Proyecto RLA7019
“Desarrollo de indicadores para determinar el efecto de los pesticidas, metales pesados y contaminantes emergentes en los
ecosistemas acuáticos continentales importantes para la agricultura y la agroindustria”
17 de abril de 2018
Índice
Introducción
Área de estudio
Variables de entrada y preparación de datos para el modelo
Resultados
Conclusiones
INTRODUCCIÓNÁrea de Estudio: Cuenca Hidrográfica del Estero
Tijeral, Región de La Araucanía, Chile
Región de la Araucanía, Provincia de Malleco y Comuna de Renaico.
El SWAT es un modelo hidrológico y de calidad de agua
Modela el transporte de agua, sedimentos y contaminantes generados y exportados desde cuencas.
Permite predecir los impactos producidos por las prácticas de manejo de suelos sobre los balances de agua, sedimentos y calidad del agua en cuencas grandes y complejas con diferentes tipos y usos de suelo, sobre largos periodos de tiempo
Permite trabajar en cuencas no aforadas bajo sus respectivas consideraciones
IntroducciónSWAT: Soil and Water Assessment Tool
Variables de entrada al Modelo
- Antecedentes operacionales y manejo agrícola- Riego- Reservorio
Cuando hay dudas: Revisar documentación. También al final está el
Appendix A - Model Databases
Documentación de apoyo SWAT
Modelo Digital de Elevación y delimitación de subcuencas
Uso del sueloPreparación de los datos de coberturas de la tierra
Clasificación general del
usos de suelo
N° Uso de suelo para
el área de estudio
Codificación del uso de
suelo para SWAT
1 Agrícola AGRL
2 Pradera BROM
3 Forestal deciduo FRSD
4 Forestal mixto FRST
5 Pino PINE
6 Matorral RNGB
7 Urbano URLD
8 Agua WATR
% Cobertura Uso de suelo para AGRLUso de suelo
SWAT
20% Cultivo en filas AGRR
1% Cerezo Almond
50% Manzanos Apple
1% Resto de chacra Orchard
2% Papas Potato
18% Raps Spring canola-Ar
5% Trigo Spring wheat
2% Strawberry Strawberry
1% Remolacha Sugarbeet
Clasificación dentro del uso agrícola
Tipos de suelos: Distribución de los tipos de suelo en la cuenca
Leyenda
Preparación de base de datos del suelo
Preparación de los datos meteorológicos
• 2 estaciones meteorológicas presentes (725 y 728)
• Datos diarios disponibles:
• Precipitación
• Temperatura mínima
• Temperatura máxima
• Velocidad del viento
• Humedad relativa
• Radiación solar
Estadística descriptivaParámetros
Estación pcp_725
Estación pcp_728
Promedio 1415.5 1634.1
Mínimo 635.6 904.3
Máximo 1913.2 2340.1
DS 317.4 378.9
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Luvi
a (
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)
Años
Pluviometría anual en cuenca del Estero Tijeral
Estación pcp_725 Estación pcp_728
Preparación de los datos meteorológicos para ejecución de MacroWGN (Estadístico Climático)
TMP PCP
SLR – HHR – WND - HMD
Preparación de los datos meteorológicos para ejecución de MacroWGN (Estadístico Climático)
Calendario de aplicación de CLP
• Las concentraciones modeladas corresponden aclorpirifos (CLP) bajo el siguiente calendario deaplicación:– Dos aplicaciones en Raps de 0,96 kg/ha el 1 de
noviembre y de 0,54 kg/ha 15 de diciembre.– Una aplicación para manzano de 0,06 kg/ha con fecha
2 de agosto.– Este calendario de aplicaciones fue repetido para cada
año simulado, por tanto, las diferencias que se generanentre años son producto de las condiciones climáticas.
– La simulación fue considerando que el plaguicida seinfiltra hasta 10 cm de profundidad del suelo.
Run Model
Resumen de salida por uso de suelo
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Año
• Sólo las subcuencas 1 y 2 presentaron descargas de plaguicidas, ya que en ellas se distribuían aquellos cultivos con presencia de manzanos y de raps, a los cuales se les aplica el pesticida clorpirifos (CLP).
• La subcuenca 1 es aquella que mayores concentraciones de plaguicida recibe y la subcuenca más cercana a la desembocadura en el río Vergara.
• Respecto a las variaciones anuales, estas son atribuibles a las diferencias climáticas presentes cada año, en especial a la pluviometría.
Pluviometría anual en milímetros para cada uno
de los años simulados
Resultados
Valores promedios mensuales estimados del caudal en m3/s y de las concentraciones de clorpirifos en ug/L
para la subcuenca 1
• Año 2000, subcuenca 1 valor máx de 13.94 µg/L (0.129 mg/L).
• P(90)máx de los valores simulados: 0.81 µg/L el año 2012.
• P(90)mín de los valores simulados: 0.0004 µg/L en 2003.
• Esta información es útil si la consideramos para definir un límite de detección mínimo para pode medir las concentraciones en el Estero Tijeral.
Año Variable n Media D.E. Mín Máx P(90) P(80)
2000 CLP (ug/L) 366 0.100 0.900 0 13.9400 0.0200 0.0011
2001 CLP (ug/L) 365 0.090 0.480 0 5.1700 0.0300 0.0039
2002 CLP (ug/L) 365 0.110 0.570 0 7.0600 0.0600 0.0100
2003 CLP (ug/L) 365 0.005 0.040 0 0.6100 0.0004 0.0000
2004 CLP (ug/L) 366 0.090 0.400 0 3.8400 0.1000 0.0100
2005 CLP (ug/L) 365 0.070 0.250 0 1.6800 0.1000 0.0022
2006 CLP (ug/L) 365 0.120 0.380 0 2.8300 0.3500 0.0400
2007 CLP (ug/L) 365 0.200 0.550 0 3.6300 0.6700 0.0900
2008 CLP (ug/L) 366 0.210 0.730 0 5.2600 0.5300 0.0100
2009 CLP (ug/L) 365 0.070 0.260 0 1.5800 0.0200 0.0005
2010 CLP (ug/L) 365 0.330 1.320 0 11.2600 0.4400 0.0800
2011 CLP (ug/L) 365 0.180 0.630 0 5.8500 0.4100 0.0800
2012 CLP (ug/L) 366 0.220 0.540 0 3.4600 0.8100 0.1900
2013 CLP (ug/L) 365 0.100 0.310 0 2.7000 0.2700 0.0500
2014 CLP (ug/L) 212 0.260 0.520 0 3.2100 0.6900 0.4800
Resultados:Concentraciones de CLP anuales
Resultados:Concentraciones de CLP mensuales
• Las descargas de plaguicidas fueron mayores los meses de febrero a mayo, probablemente por un aumento de concentración al disminuir el caudal del río.
• Los valores máximos corresponden a los valores diarios más altos simulados en ese mes.
• Durante el mes de febrero, abril y mayo se presentan los valores más altos, evidenciables al observar los percentiles 80 y de aquellos meses.
Mes Variable n Media D.E. Mín Máx P(90) P(80)
1 CLP (ug/L) 465 0,11 0,37 0,00 2,97 0,11 0,03
2 CLP (ug/L) 424 0,49 1,52 0,00 13,94 1,30 0,36
3 CLP (ug/L) 465 0,14 0,58 0,00 7,06 0,27 0,08
4 CLP (ug/L) 450 0,50 1,02 0,00 5,85 1,96 0,58
5 CLP (ug/L) 465 0,41 0,47 0,00 2,52 1,10 0,76
6 CLP (ug/L) 450 0,02 0,08 1,1E-05 0,76 0,04 0,02
7 CLP (ug/L) 465 8,7E-05 1,9E-04 2,0E-08 1,9E-03 2,1E-04 8,5E-05
8 CLP (ug/L) 434 1,9E-05 5,4E-05 0,00 3,1E-04 2,2E-05 1,4E-05
9 CLP (ug/L) 420 2,7E-05 6,0E-05 0,00 3,0E-04 1,3E-04 2,9E-05
10 CLP (ug/L) 434 6,9E-06 2,3E-05 0,00 1,4E-04 1,5E-05 2,0E-08
11 CLP (ug/L) 420 9,4E-05 6,5E-04 0,00 0,01 5,2E-07 1,5E-07
12 CLP (ug/L) 434 7,9E-05 8,4E-04 0,00 0,01 2,1E-07 2,0E-08
Conclusiones
1. Las cuencas 1 y 2 son aquellas con descarga de clorpirifos,pero la subcuenca-1 es aquella con valores más altos.
2. Durante los meses de febrero a mayo es conveniente realizarlos muestreos y en las áreas próximas a la salida de la cuenca“1”, ya que en 20% de los valores más altos se presentandurante esos meses.
3. La aplicación del modelo tiene utilidad como un indicador deaquellas áreas y períodos en los cuales medir, pero requiereser validado y con el tiempo ir dando mayor precisión a lascaracterísticas incluidas en el modelo, especialmenterespecto al manejo agrícola.
Agradecimientos
• IAEA
• SAG
• CATIE
• ARCAL
• CCHEN
• Universidad Austral
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